脂类化学

• 由脂肪酸与醇组成的酯（ester）及其衍 脂肪酸与 组成的酯 ） 生物
• 脂肪酸（fatty acid）— C4～C34的一元羧酸 脂肪酸（ ） ～ 的一元羧酸 • 醇—甘油醇、神经醇、高级一元醇、固醇等 甘油醇、 甘油醇 神经醇、高级一元醇、
脂类物质具有三个特征
（1）一般不溶于水而溶于脂溶剂。 一般不溶于水而溶于脂溶剂。 （2）是脂酸与醇所组成的酯。 是脂酸与醇所组成的酯。 （3）一般能被生物体利用，作为构建、修补 一般能被生物体利用，作为构建、 组织或供能。 组织或供能。
第二章
脂类化学
脂类的分布和功能
（一）分布
（二）脂类的主要生理功能
1．提供能量。 提供能量。 人体内氧化1g脂肪可得到38KJ 1g脂肪可得到38KJ热能 人体内氧化1g脂肪可得到38KJ热能 氧化1g糖或蛋白质只能得到17KJ 1g糖或蛋白质只能得到17KJ热能 氧化1g糖或蛋白质只能得到17KJ热能 2．保护作用和御寒作用 3．为脂溶性物质提供溶剂，促进人及动物体吸收脂溶性物质。 为脂溶性物质提供溶剂，促进人及动物体吸收脂溶性物质。 4．提供必需脂酸。 提供必需脂酸。 5．构建生物膜。 构建生物膜。 6．脂类作为细胞表面的物质，与细胞识别、免疫等密切相关。 脂类作为细胞表面的物质，与细胞识别、免疫等密切相关。 7．有些脂类还具有维生素和激素的功能。 有些脂类还具有维生素和激素的功能。
羟基脂酸产生的性质---乙酰化 产生的性质--③ 由羟基脂酸产生的性质---乙酰化
KOH乙酰值（价）： 乙酰值（ 乙酰值 中和1g乙酰酯经皂化释放出的乙酸所需的 数 中和 乙酰酯经皂化释放出的乙酸所需的mg数。 乙酰酯经皂化释放出的乙酸所需的
甘油三酯的功能： 甘油三酯的功能：
• 供能、贮能 供能、 • 隔热、保温 隔热、 • 缓冲、保护 缓冲、 • 脂溶剂
3．脂肪的性质
（2）化学性质 由酯键产生的性质—— ——水解和皂化 ① 由酯键产生的性质——水解和皂化
• 水解（皂化作用）： 水解（皂化作用）： 甘油三酯可以被酸、碱及脂酶（ 甘油三酯可以被酸、碱及脂酶（lipase）水解； ）水解； 甘油三酯的碱水解称为皂化作用。 甘油三酯的碱水解称为皂化作用。 皂化作用 • 高级脂肪酸的金属盐称为皂。 高级脂肪酸的金属盐称为皂 钾皂、钠皂； 钾皂、钠皂；-----溶于水 溶于水 钙皂、镁皂； 钙皂、镁皂；-----难溶于水 难溶于水
• • • • •
脂类的概念 脂肪酸 单脂 复脂 类脂
（三）脂类的化学概念和分类
1．脂类的化学概念 脂类Lipid， 脂类Lipid，也称脂质 Lipid 元素组成： 元素组成：C、H、O，有的还含有N、P等。 有的还含有N 化学观点: 脂肪酸+ 化学观点: 脂肪酸+醇→酯，酯的衍生物
（三）脂类的化学概念和分类
脂的分类： 脂的分类：
• 单脂 • 复脂 • 类脂
• 单 脂 = 脂肪酸 + 醇 脂肪酸 + 甘油醇 …… 甘油三酯 脂肪酸 + 高级一元醇 …… 蜡
lipid） （2）复脂（complex lipid） 复脂（ • 复脂 = 脂肪酸 + 醇 + 非脂类物质
脂肪酸 + 醇 + 糖、含氮碱基等 …… 糖脂 磷酸、含氮碱基等…… 磷脂 脂肪酸 + 醇 + 磷酸、含氮碱基等
• ω命名法：从甲基端计算双键位置 命名法： 命名法
如：亚油酸 亚麻酸
18:2(9,12) 18:3(9,12,15)
ω-6 ω-3
3
2
1 O
H3C ω
(CH2)n C β
C α
C OH
• 不同脂肪酸的结构差别在于： 不同脂肪酸的结构差别在于： 碳氢链长度、饱和程度、 碳氢链长度、饱和程度、 双键数目、双键位置等。 双键数目、双键位置等。 • 不同脂肪酸的物理性质主要受 脂肪酸的碳氢链长度 和饱和程度的影响。 和饱和程度的影响。
立体专一编号（stereospecific numbering, Sn） 立体专一编号（ Sn）
1
CH2OH HO C H
3 2
CH2OH CH2OH HO C H
3 2 1
CH2OH O P OH OH H C OH CH2 O O P OH
CH2 O
Sn-甘油-3-磷酸
OH Sn-甘油-1-磷酸
C、H、O 、 、 （N、P） 、 ） 酯 溶于有机溶剂 脂溶性） （脂溶性）
二、脂肪酸
脂肪酸（ FA） 脂肪酸（fatty acid, FA）
自然界存在的脂肪酸的特点： 自然界存在的脂肪酸的特点： 1.双数碳原子；C4— 1.双数碳原子；C4—C28 双数碳原子 2.直链为主； 2.直链为主； 直链为主 3.饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸； 3.饱和脂肪酸、不饱和脂肪酸； 饱和脂肪酸 4.不饱和脂肪酸：顺式为主； 4.不饱和脂肪酸：顺式为主； 不饱和脂肪酸 9-10、12-13、15-16； 10、12-13、15-16；
O
O
CH3(CH2)7CH CH (CH2)7COOH O
油酸臭氧化物
水解
CH3(CH2)7CHO + OHC (CH2)7COOH + H2O2
壬醛 壬醛酸
D．酸败（rancidity） ．酸败（ ）
酸败的概念 : 水解性酸败：由于光、热或微生物的作用， 水解性酸败：由于光、热或微生物的作用，使油脂水解生成脂 酸，低级脂酸有臭味，称水解性酸败。 低级脂酸有臭味， 水解性酸败。 有臭味 氧化性酸败：由于空气中的氧使不饱和脂酸氧化，产生醛和酮 氧化性酸败：由于空气中的氧使不饱和脂酸氧化，产生醛和酮 等，称氧化性酸败。 氧化性酸败。 酸值（ ）（ ）：中和 酸值（价）（acid number or value）：中和 油脂中的自由 ）：中和1g油脂中的自由 脂酸所需KOH的mg数。 的 数 脂酸所需 怎样防止酸败? 怎样防止酸败
O2
CH CH O O
分裂
醛（或酮）＋酸等
过氧化物
CH
CH
O2
CH O
CH O
聚合
CH O
CH O
过氧化物
x
固体薄膜
脂质的干化
强氧化剂---O3, 臭氧化物；水解； 臭氧化物；水解； 强氧化剂
CH
CH
O3
O HC O
O CH
水解 醛＋醛酸
例：
臭氧ห้องสมุดไป่ตู้物
O3 CH3(CH2)7CH=CH(CH2)7COOH
B．卤化： 卤化：
—CH＝CH－ ＋ I2 －
—CH－CH－ － I I
碘值（ ）（ 碘值（价）（iodine number or value）: ） 100g脂肪能吸收碘的 数。 脂肪能吸收碘的g数 脂肪能吸收碘的
氧化： C．氧化： 温和条件下氧化（如空气） 温和条件下氧化（如空气）
CH CH
棕榈酸 16:0 软脂酸
硬脂酸 18:0
油酸 18:1(9)
亚油酸 18:2(9,12)
亚麻酸 18:3(9,12,15) 花生四烯酸 20:4(5,8,11,14)
• 脂肪酸碳氢链越长、双键越少（不饱和程度越低） 脂肪酸碳氢链越长、双键越少（不饱和程度越低） ----在水中溶解度越低； 在水中溶解度越低； 在水中溶解度越低 • 脂肪酸碳氢链越长、双键越少（不饱和程度越低） 脂肪酸碳氢链越长、双键越少（不饱和程度越低） ----熔点越高； 熔点越高； 熔点越高
• 长链脂肪酸难溶、难熔； 长链脂肪酸难溶、难熔； 难溶 • 不饱和脂肪酸易溶、易熔； 不饱和脂肪酸易溶、易熔； 易溶
几种天然脂肪中的脂肪酸含量
其中饱和脂肪酸的含量影响脂肪的熔点。
lipid） 二、单脂（simple lipid） 单脂（
（一）脂肪（真脂）（ ） 脂肪（真脂）（fat） ）（ 1．脂肪的组成和结构 ． 脂肪：甘油三酯，三脂酰甘油， 脂肪：甘油三酯，三脂酰甘油，triglyceride（TG） （ ）
甘油三酯
脂
油
甘油三酯是最简单的脂，也是自然界含量最丰富的脂。 甘油三酯是最简单的脂，也是自然界含量最丰富的脂。
甘油三酯
甘 油 三 酯 的 结 构 示 意 图
1-硬脂酰，2－亚油酰，3－棕榈酰甘油 硬脂酰， 亚油酰， 一种混合的三酰甘油
3．脂肪的性质
（1）物理性质 • 物理性质 无色、无味、无嗅， 物理性质---无色 无味、无嗅， 无色、 非极性分子（中性脂）； 非极性分子（中性脂）； 比重小于1； 比重小于 ； 脂溶性（ 法抽提） 脂溶性（Soxhlet法抽提） ； 法抽提 熔点不确定（ 熔点不确定（脂fat、油oil） 、 ） 折光性
蜡 Wax
蜡 Wax= 高级一元酸 + 高级一元醇
不溶于水 熔点比脂肪高 不能被水解 不能被氧化 不会酸败 蜂蜡、虫蜡、 蜂蜡、虫蜡、羊毛蜡 保护作用 防水作用 防止水分蒸发 防止寄生虫侵害
复脂
• 磷脂（phospholipids）: 磷脂（ ） 甘油醇磷脂----脂肪酸、甘油、磷酸、 甘油醇磷脂 脂肪酸、甘油、磷酸、含氮碱基 脂肪酸 神经氨基醇磷脂----脂肪酸、神经醇、磷酸、 神经氨基醇磷脂 脂肪酸、神经醇、磷酸、含氮碱基 脂肪酸
A．氢化： 氢化： —CH＝CH－ － Ni or Pd or Pt 加氢 —CH2－CH2－
B．卤化： 卤化：
• 不饱和脂肪中的不饱和脂肪酸双键加卤素而生成饱 和的卤化脂，称为卤化 卤化。 和的卤化脂，称为卤化。 • 加碘作用： 加碘作用： 碘价----100g油脂所能吸收的碘的 数。 油脂所能吸收的碘的g数 碘价 油脂所能吸收的碘的 Hanus试剂（I2 + Br2 →2IBr） 试剂（ 试剂 ） Wijs试剂（I2 + Cl2 →2ICl） 试剂（ 试剂 ） • 油脂的不饱和程度可以用碘价表示。 油脂的不饱和程度可以用碘价表示。